为什么多维数组的枚举值不等于自身？

Question

考虑：

using System;

public class Test
{
    enum State : sbyte { OK = 0, BUG = -1 }

    static void Main(string[] args)
    {
        var s = new State[1, 1];
        s[0, 0] = State.BUG;
        State a = s[0, 0];
        Console.WriteLine(a == s[0, 0]); // False
    }
}

如何解释？在 x86 JIT 中运行时，它会出现在 Visual Studio 2015 的调试版本中。在 x64 JIT 中运行的发布版本按预期打印 True。

从命令行重现：

csc Test.cs /platform:x86 /debug

（/debug:pdbonly、/debug:portable 和 /debug:full 也重现。）

Answer 1

让我们考虑一下 OP 的声明：

enum State : sbyte { OK = 0, BUG = -1 }

由于该错误仅在 BUG 为负数（从 -128 到 -1）且 State 是 有符号字节的枚举时发生，我开始假设某处存在强制转换问题。

如果你运行这个：

Console.WriteLine((sbyte)s[0, 0]);
Console.WriteLine((sbyte)State.BUG);
Console.WriteLine(s[0, 0]);
unchecked
{
    Console.WriteLine((byte) State.BUG);
}

它会输出：

255

-1

错误

255

出于我忽略的原因^{（截至目前）}s[0, 0] 在评估之前被强制转换为一个字节，这就是它声称 a == s[0,0] 为假的原因。

Answer 2

您在 .NET 4 x86 抖动中发现了一个代码生成错误。这是一个非常不寻常的问题，只有在代码未优化时才会失败。机器码如下：

        State a = s[0, 0];
013F04A9  push        0                            ; index 2 = 0
013F04AB  mov         ecx,dword ptr [ebp-40h]      ; s[] reference
013F04AE  xor         edx,edx                      ; index 1 = 0
013F04B0  call        013F0058                     ; eax = s[0, 0]
013F04B5  mov         dword ptr [ebp-4Ch],eax      ; $temp1 = eax 
013F04B8  movsx       eax,byte ptr [ebp-4Ch]       ; convert sbyte to int
013F04BC  mov         dword ptr [ebp-44h],eax      ; a = s[0, 0]
        Console.WriteLine(a == s[0, 0]); // False
013F04BF  mov         eax,dword ptr [ebp-44h]      ; a
013F04C2  mov         dword ptr [ebp-50h],eax      ; $temp2 = a
013F04C5  push        0                            ; index 2 = 0
013F04C7  mov         ecx,dword ptr [ebp-40h]      ; s[] reference 
013F04CA  xor         edx,edx                      ; index 1 = 0
013F04CC  call        013F0058                     ; eax = s[0, 0]
013F04D1  mov         dword ptr [ebp-54h],eax      ; $temp3 = eax 
                                               ; <=== Bug here!
013F04D4  mov         eax,dword ptr [ebp-50h]      ; a == s[0, 0] 
013F04D7  cmp         eax,dword ptr [ebp-54h]  
013F04DA  sete        cl  
013F04DD  movzx       ecx,cl  
013F04E0  call        731C28F4  

包含大量临时代码和代码重复的单调乏味的事情，这对于未优化的代码来说是正常的。 013F04B8 处的指令值得注意，这是从 sbyte 到 32 位整数的必要转换发生的地方。数组 getter 辅助函数返回 0x0000000FF，等于 State.BUG，需要将其转换为 -1 (0xFFFFFFFF)，然后才能比较该值。 MOVSX 指令是一个符号扩展指令。

同样的事情在 013F04CC 再次发生，但这次没有 没有 MOVSX 指令进行同样的转换。那就是芯片掉下来的地方，CMP指令将0xFFFFFFFF与0x000000FF进行比较，这是错误的。所以这是一个遗漏错误，代码生成器未能再次发出 MOVSX 以执行相同的 sbyte 到 int 的转换。

这个错误特别不寻常的是，当您启用优化器时它可以正常工作，它现在知道在两种情况下都使用 MOVSX。

这个错误长时间未被发现的可能原因是使用 sbyte 作为枚举的基本类型。很少做。使用多维数组也很重要，这种组合是致命的。

否则我会说这是一个非常严重的错误。很难猜测它可能有多广泛，我只有 4.6.1 x86 抖动要测试。 x64 和 3.5 x86 抖动生成非常不同的代码并避免了这个错误。继续进行的临时解决方法是删除 sbyte 作为枚举基本类型并让它成为默认值，int，因此不需要符号扩展。

您可以在 connect.microsoft.com 上提交错误，链接到此 Q+A 应该足以告诉他们他们需要知道的一切。如果您不想花时间，请告诉我，我会处理的。